Опыт Франка и Герца. Изотов В.В - 5 стр.

остальные уровни - E2, E3 и т.д. называются возбужденными, а уровень E∞
соответствует значению внутренней энергии, равной нулю, начиная с него
электрон теряет связь с ядром и становится свободным. Для того, чтобы
произошло возбуждение или отрыв (ионизация) электрона, ему необходимо
передать энергию
       ΔE ≥ |En - E1| (возбуждение)
или ΔE ≡ I = |E∞ - E1| (ионизация).
       Все уровни энергии, соответствующие связанным состояниям электрона,
обладают отрицательной энергией, а свободные электроны - положительной,
эта часть спектра находится выше E∞ и называется непрерывным спектром в
отличие от дискретного спектра. Таким образом , в представленной шкале
энергий на рис.1 ноль находится при E∞, ниже все значения энергии
отрицательны, а выше - положительны.
       Отсчет энергии можно вести и от самого нижнего уровня, полагая, что
ноль находится при E1, такую шкалу можно назвать шкалой энергий
возбуждения, а энергию, например, ΔE12 = E2 - E1 - энергией перехода в
возбужденное состояние E2.
       Если постулаты Бора верны, то можно было бы опытным путем
проверить их, например, обстреливая атом электронами, кинетическая энергия
которых Tкин ≥ ΔE12. В этом и только этом случае произошел бы переход E1 →
E2, возможны также переходы E1 → E3 и т.д. однако условия упрощенного
опыта приводят, как правило, только к переходам E1 → E2. Впервые этот опыт
был поставлен Франком и Герцем в 1913г.
       Идея эксперимента состояла в том, чтобы, обстреливая атомы
определенного газа электронами регулируемой энергии, следить за
энергетическими потерями этих электронов.
       Исходя из этого, Франк и Герц сконструировали прибор, который , по
существу, представлял ламповый триод (рис. 2)




    Рис.2 Принципиальная схема измерения вольтамперных характеристик
                        газонаполненного триода.

с катодом K, сеткой С и анодом A, заполненный парами ртути при давлении ∼ 1
мм Hg. Между катодом и сеткой прикладывалось ускоряющее электроны
напряжение Vy ( энергия их eVy), а между сеткой и анодом - задерживающее
напряжение Vз. Задерживающее напряжение обычно выбиралось небольшим и
играло роль селектора электронов, направляя медленные электроны,
потерявшие скорость после неупругих столкновений, на сетку.


                                     5